(57)【要約】【課題】同期電気機械（１４）へＭ個の位相を供給するためのＭ個の供給出力（３１）を持つ本発明によるフィードチェーン（１６）は、直流入力電流を多相交流出力電流へと変換するためのコンバータ（２２）と、ストレージバンクと、前記電気機械（１４）の外部または内部の短絡を検出するための検出手段（３０）と、前記多相交流電流の過電圧および/または過電流から前記電気機械（１４）を絶縁する絶縁デバイス（２６）と、前記コンバータ（２２）および前記絶縁デバイス（２６）を制御するための制御手段（２８）と、を有する。【解決手段】本フィードチェーン（１６）は、互いに前記Ｍ個の電力供給出力（３１）を接続可能である短絡手段（２７）も含み、前記制御手段（２８）は、前記短絡手段（２７）にその動作を実行させるために命令することが可能である。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
同期電気機械（１４）へＭ個の位相を供給するためのＭ個の供給出力（３１）を持つフィードチェーン（１６；８６）であって、
直流入力電流をＭ個の位相を含む多相交流出力電流へと変換するためのコンバータ（２２）であって、２つの入力ターミナル（３４Ａ、３４Ｂ）およびＭ個の出力ターミナル（３６）を有するとともに、前記電気機械(１４)へ前記多相交流電流を送ることが可能である前記コンバータ（２２）と、
前記コンバータ（２２）の前記入力ターミナルの間に配置された少なくとも一つのストレージキャパシタ（４７）を含むストレージバンク（２４）と、
外部短絡を検出するための検出手段（３０）と、
前記多相交流電流の過電圧および/または過電流から前記電気機械（１４）を絶縁する絶縁デバイスであって、前記コンバータ（２２）および前記Ｍ個の給送出力（３１）の間に配置されるとともに、前記コンバータ（２２）および前記Ｍ個の出力（３１）の間に配置される、各ブランチ（５０）が前記位相を考慮した切断のための少なくとも一つの電気スイッチ（５２）を含むＭ個のブランチ（５０）を含む、前記絶縁デバイス（２６）と、
前記コンバータ（２２）および前記絶縁デバイス（２６）を制御するための制御手段と、
を有するフィードチェーンにおいて、
前記検出手段（３０）は、前記電気機械（１４）内の短絡も検出可能であるとともに、前記フィードチェーン（１６；８６）は、互いに前記Ｍ個の電力供給出力（３１）を接続可能である短絡手段（２７、４０、８０；８８）も含み、前記制御手段（２８）は、前記短絡手段（２７、４０、８０；８８）にその動作を実行させるために命令することが可能である、
ことを特徴とするフィードチェーン。
【請求項２】
前記短絡手段（２７、８０）は、前記コンバータ（２２）および前記Ｍ個の電力供給出力（３１）の間に配置されることを特徴とする、請求項１に記載のフィードチェーン（１６）。
【請求項３】
前記短絡手段（８０）は、Ｍ個の電気スイッチ（８４）を含むとことともに、各スイッチ（８４）は３つの切り替え可能な状態を持つことを特徴とする、請求項１または２のいずれか１項に記載のフィードチェーン（１６）。
【請求項４】
前記短絡手段（８８）は、前記ストレージバンク（２４）および前記コンバータ（２４）の間に配置されることを特徴とする、請求項１に記載のフィードチェーン（８６）。
【請求項５】
前記制御手段（２８）と前記検出手段（３０）とは、前記制御手段（２８）内にある同一のコンピュータを共有することを特徴とする、請求項１から４のいずれか１項に記載のフィードチェーン（１６；８６）。
【請求項６】
前記位相の数Ｍが３に等しいことを特徴とする、請求項１から５のいずれか１項に記載のフィードチェーン（１６；８６）。
【請求項７】
同期電気機械（１４）および前記機械（１４）のフィードチェーン（１６；８６）を有する電気牽引システム（１０）において、
前記フィードチェーン（１６；８６）は請求項１から６のいずれか１項に記載されるとともに、前記電気機械（１４）の固定子（２０）へ供給が可能であり、前記固定子（２０）は前記フィードチェーン（１６；８６）への出力として接続されることを特徴とするシステム。
【請求項８】
電気機械（１４）の内部または外部の短絡を検出するステップ（６６）を有する、請求項１から６のいずれか１項に記載のフィードチェーン（１６；８６）のための制御方法において、
前記検出するステップ中の前記短絡の検出が前記電気機械（１４）の内部であった場合、前記チェーン（１６；８６）の前記Ｍ個の電力供給出力（３１）の間の電気的な接続によって、前記短絡手段（２７、８０；８８）を使用して、前記電気機械（１４）の前記Ｍ個の位相を短絡するためのステップ（７４）を有することを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、同期電気機械へＭ個の位相を供給するためのＭ個の供給出力を持つフィードチェーンであって、
直流入力電流をＭ個の位相を含む多相交流出力電流へと変換するためのコンバータであって、２つの入力ターミナルおよびＭ個の出力ターミナルを有するとともに、前記電気機械へ前記多相交流電流を送ることが可能である前記コンバータと、
前記コンバータの前記入力ターミナルの間に配置された少なくとも一つのストレージキャパシタを含むストレージバンクと、
外部短絡を検出するための検出手段と、
前記多相交流電流の過電圧および/または過電流から前記電気機械を絶縁する絶縁デバイスであって、前記コンバータおよび前記Ｍ個の給送出力の間に配置されるとともに、前記コンバータおよび前記Ｍ個の出力の間に配置される、各ブランチが前記位相を考慮した切断のための少なくとも一つの電気スイッチを含むＭ個のブランチを含む、前記絶縁デバイスと、
前記コンバータおよび前記絶縁デバイスを制御するための制御手段と、
を有するフィードチェーンに関する。
【０００２】
本願発明は、同期電気機械およびそのような前記機械のフィードチェーンを有する電気牽引システムにも関する。
【０００３】
本願発明は、そのような同期電気機械のフィードチェーンを制御するための方法にも関する。
【０００４】
特に、本願発明は、永久磁石を有する同期電気モーターと前記同期電気モーターのフィードチェーンとを備える高速電車に適する。
【背景技術】
【０００５】
上記の種類のフィードチェーンは知られている。前記電気機械の内部または外部に短絡が発生した場合、供給電流の過電圧または過電流は、検出される。前記短絡が前記電気機械の外部であった場合、標準的に採用される1つの解決策は、前記絶縁デバイスのスイッチの開放を命令するための前記制御手段を使用するステップから成る。この解決策は、前記フィードチェーンから前記電気機械を絶縁し、それによって前記電気機械を検出された前記過電圧または過電流から保護することを可能にする。
【０００６】
しかしながら、前記短絡が前記電気機械の内部であった場合、大きなパルス状トルクは、短絡電流と同様に前記電気機械の内部に生成される。すなわち、前記絶縁デバイスの開放は、それらのパルス状トルクおよび電流の振幅を十分に減少するには不十分である。前記電気機械は、事実、取り付けられた電車の車輪によって駆動され、それによって、「オルタネーター」モードで動作する。したがって、前記追加されたトルクと同様に前記短絡電流の生成は、例えばアクセル固定のような望まない現象につながる危険性がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的の１つは、したがって、電気機械内部の短絡の発生中に、前記電気機械内の追加されたトルクの振幅および短絡電流の生成を減少することを可能にする電気機械のためのフィードチェーンを提案することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
そのためにも、本発明は、前記検出手段が前記電気機械内部の短絡も検出することができ、前記チェーンは、互いに前記Ｍ個の電力供給出力を接続可能な短絡手段を含み、且つ前記前記制御手段は、前記短絡手段にその動作を実行させるために命令することが可能である上記の種類のフィードチェーンに関する。
【０００９】
他の実施形態によると、前記フィードチェーンは１つ以上の以下の特徴を有し、単独またはすべての技術的に可能な組み合わせによって考慮される。
【００１０】
・前記短絡手段は、前記コンバータおよび前記Ｍ個の電力供給出力の間に配置される。
・前記短絡手段は、Ｍ個のスイッチを含むとともに、各スイッチは３つの切り替え可能な状態を持つ。
・前記短絡手段は、前記ストレージバンクおよび前記コンバータの間に配置される。
・前記制御手段と前記検出手段とは、前記制御手段内にある同一のコンピュータを共有する。
・前記位相の数Ｍが３に等しい。
【００１１】
本発明は、フィードチェーンが上記のように定義される、同期電気機械および前記機械の前記フィードチェーンを有する電気牽引システムに関連する
【００１２】
本発明は、前記電気機械の外部または内部の短絡を検出するステップを有し、前記検出するステップ中の前記短絡の検出が前記電気機械の内部であった場合、前記チェーンの前記Ｍ個の電力供給出力の間の電気的な接続によって、前記短絡手段を使用して、前記電気機械の前記Ｍ個の位相を短絡するためのステップを有する、上記の種類のフィードチェーンのための制御手段に関連する。
【００１３】
本発明のこれらの特徴および利点は、非限定的な例示として提供されかつ添付の図面を参照した以下の説明を読むことにより明らかになる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は、直流電圧源に接続された、第１の実施形態によるフィードチェーンおよび同期電気機械を有する本発明による牽引システムの表す図である。
【図２】図２は、図１の前記電気機械が電流を供給される場合の、図１の前記フィードチェーンを表す電気回路図である。
【図３】図３は、前記電気機械と前記フィードチェーンとの間の電気的絶縁ステップの中の、図１の前記フィードチェーンを表す図である。
【図４】図４は、前記フィードチェーンの前記電力供給出力を短絡するためのステップ中の、図３と同様の図である。
【図５】図５は、本発明によるフィードチェーンのための制御方法を図示するフローチャートである。
【図６】図６は、本発明の１つの代替的な実施形態による図１の前記フィードチェーンを表す図である。
【図７】図７は、本発明の第２の実施形態によるフィードチェーンを表す電気回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
図１において、鉄道車両内に設置された電気牽引システム１０は、直流電圧源１２に接続される。前記直流電圧源１２は、例えばカテナリーのような、電気ネットワークに接続される。前記直流電圧源１２は、６００Ｖより高い、例えば３ｋＶに等しい定格出力電圧を伝送する。
【００１６】
前記電気牽引システム１０は、同期電気機械１４と第１の実施形態による前記機械のフィードチェーン１６とを有する。前記フィードチェーン１６は、電力を供給するために前記直流電圧源１２に接続される。
【００１７】
前記電気機械１４は、ローター１８とステーター２０とを含む。前記ローター１８は永久磁石を含む。前記ステーター２０は、前記フィードチェーン１６によって供給されるように設計された巻線を有する。前記電気機械１４は、例えば、永久磁石を持つ多相同期電気モーターである。前記電気機械１４は、例えば５０ｋＷから２ＭＷを有する定格電源を持つ。
【００１８】
前記フィードチェーン１６は、直流入力電流から多相交流出力電流へと変換するコンバータ２２を有し、前記コンバータ２２は、前記直流電圧源１２の出力に配置される。また、前記フィードチェーン１６は、前記直流電圧源１２および前記コンバータ２２の間に配置されたストレージバンク２４と前記コンバータの前記出力に配置された絶縁デバイス２６とを有する。
【００１９】
前記フィードチェーン１６は、前記絶縁デバイス２６および前記電気機械１４の間に配置された前記電気機械１４の前記位相を短絡するための手段２７と、前記コンバータ２２、前記絶縁デバイス２６、および前記短絡手段２７を制御するための手段２８とを有する。前記フィードチェーン１６は、前記電気機械の外部または内部の短絡を検出するための手段３０も有する。前記フィードチェーン１６は、Ｍ個（Ｍは整数）の供給出力３１を有する。
【００２０】
前記コンバータ２２は、正の入力ターミナル３４Ａと、負の入力ターミナル３４Ｂと、Ｍこの出力ターミナル３６とを含む。各出力ターミナル３６は、前記コンバータ２２によって伝送される多相交流出力電流のそれぞれの位相に対応している。
【００２１】
図２の実施形態の例において、出力３１と、出力ターミナル３６と、位相との数Ｍは、３に等しい。同じ実施形態の例において、前記コンバータ２２は、２レベル３位相インバータである。代替的に、前記コンバータ２２は、３レベルインバータである。前記インバータは、それぞれの位相Ａ、Ｂ、Ｃに対応する各出力ターミナル３６のためのスイッチングブランチ（switching branch）３８を有する。
【００２２】
各スイッチングブランチ３８は、第１の入力ターミナル３４Ａおよび第２の入力ターミナル３４Ｂの間に接続される。各スイッチングブランチ３８は、直列且つ同一方向に接続されるとともに、各中点で互いに接続される２つの電気スイッチ４０を有する。前記各中点は前記出力電流の位相Ａ、Ｂ、Ｃにそれぞれ対応する出力ターミナル３６を形成する。
【００２３】
それ自体で公知であるように、各電気スイッチ４０は、２方向電流且つ１方向電圧スイッチである。各電気スイッチ４０は、逆並列（antiparallel）に接続されたトランジスタ４４とダイオード４６とを有し、それによってトランジスタ４４がＯＮの時に２方向電流循環路を保証する。
【００２４】
全ての前記電気スイッチ４０は、例えば、同一である。前記トランジスタ４４は、例えば絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）である。各トランジスタの前記ゲートは、対応する制御信号を受信するために前記制御手段２８に接続される。
【００２５】
代替的に、各電気スイッチ４０は、同一方向に直列接続されたＮ個（Ｎは２以上の整数）のトランジスタ４４を有し、同様にＮ個のダイオード４６を有し、各ダイオード４６は、前記トランジスタ４４と逆並列に接続される。
【００２６】
ストレージバンク２４は、例えば前記２つの入力ターミナル３４Ａ、３４Ｂの間に接続されたストレージキャパシタ４７を有する。
【００２７】
前記絶縁デバイス２６は、多相交流電流の過電圧および/または過電流の場合には前記フィードチェーン１６から前記電気機械１４を絶縁することができる。例示の実施形態において、前記絶縁デバイス２６は、Ａｌｓｔｏｍ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ Ｓ.Ａ.社によって２００６年１１月２６日に出願された特許出願番号ＦＲ２９０６１８４の示唆によって製造されたバキュームチューブ絶縁デバイスである。
【００２８】
前記絶縁デバイス２６は、Ｍ個のスイッチングブランチ５０を有する。図２の実施形態の例において、前記絶縁デバイス２６は、３つのスイッチングブランチ５０を含む。各スイッチングブランチ５０は、前記対応する位相から切断するための電気スイッチ５２を有する。各スイッチ５２は、開放状態（open state）と投入状態(closed state)との２つの同期(simultaneous)状態を有するとともに、前記同一制御信号を受信するために前記コントロール手段２８に接続される。各出力３６は、電気スイッチ５２に接続される。  
【００２９】
代替的に、各スイッチングブランチ５０は、直列に接続されたＰ個(Ｐは２以上の整数)の電気切断スイッチ５２を持つ。
【００３０】
短絡手段２７は、それぞれ１つずつが前記電気機械１４の位相に対応する前記Ｍ個の出力３１それぞれに接続することができる。前記短絡手段は、この例によると、それ自体で公知である技術による、従来の空気切断（air disconnect）を用いた２状態コンタクタである。代替的に、特許文献ＦＲ２９０６１９４の図２に関して記載されたように、前記短絡手段は、バキュームチューブを用いた２状態切断コンタクタである。前記コンタクタは、前記絶縁デバイス２６と前記電力供給出力３１との間に配置される。
【００３１】
前記コンタクタ２７は、Ｍ個の切り替えターミナル４８を持つ。図２の実施形態の例において、前記コンタクタ２７は、第１の切り替えターミナル４８Ａと、第２の切り替えターミナル４８Ｂと、第３の切り替えターミナル４８Ｃと、の３つの切り替えターミナル４８を持つ。各出力３１は前記コンタクタ２７の切り替えターミナル４８Ａ、４８Ｂ、４８Ｃに接続される。
【００３２】
スイッチＳ１Ａは、前記ターミナル４８Ａ、４８Ｂの間に配置されるとともに、スイッチＳ１Ｂは、前記ターミナル４８Ｂ、４８Ｃの間に配置される。
【００３３】
各スイッチＳ１Ａ、Ｓ１Ｂは、開放状態および投入状態の２つの同期(simultaneous)状態を持つ。
【００３４】
スイッチが投入状態において、前記スイッチＳ１Ａは、前記第１の切り替えターミナル４８Ａを前記第２の切り替えターミナル４８Ｂに接続できるとともに、それによって前記電気機械１４の前記位相ＡとＢとを接続できる。開放状態において、前記スイッチＳ１Ａは、前記電気機械１４の前記位相ＡおよびＢの前記出力電位を互いに絶縁することができる。
【００３５】
スイッチが投入状態において、前記スイッチＳ１Ｂは、前記第１の切り替えターミナル４８Ｂを前記第２の切り替えターミナル４８Ｃに接続できるとともに、それによって前記電気機械１４の前記位相ＢとＣとを接続できる。開放状態において、前記スイッチＳ１Ｂは、前記電気機械１４の前記位相ＢおよびＣの前記出力電位を互いに絶縁することができる。
【００３６】
各スイッチＳ１Ａ、Ｓ１Ｂは、同一の制御信号を受信するために前記制御手段２８に接続される。
【００３７】
代替的に、前記コンタクタ２７は、２つの位置を持つスイッチによって置き換えられる。第１の位置は、前記電気機械１４の前記Ｍ個の位相を互いに絶縁することができるとともに、第２の位置は、前記電気機械１４の前記Ｍ個の位相を接続することができる。
【００３８】
前記制御手段２８は、前述したように、前記電気スイッチ４０、Ｓ１Ａ、Ｓ１Ｂ、５２のそれぞれと接続される。したがって、それらは前記コンバータ２２と、前記絶縁デバイス２６と、前記コンタクタ２７とに制御信号を送信するために用意される。
【００３９】
前記制御手段２８は、例えば、メモリ５６とデータプロセッサ５８とから成るコンピュータを含む。
【００４０】
前記メモリ５６は、制御信号を適用するための制御規則とソフトウェア６０とを有する。
【００４１】
前記制御規則は、制御命令を計算するとともに前記ソフトウェア６０に命令を送信することができる。そのためにも、前記制御規則は、各スイッチＳ１Ａ、Ｓ１Ｂを投入するための命令６２Ａと、各スイッチＳ１Ａ、Ｓ１Ｂを開放するための命令６２Ｂと、同様にスイッチ５２を投入または開放するための命令とを含むいくつかの制御命令を有する。
【００４２】
それ自体で公知であるように、前記ソフトウェア６０は、前記制御規則からの制御命令を適用することができる。特に、前記命令６２Ａのアプリケーションは、前記電気機械１４の内部で短絡が発生した際に前記スイッチＳ１Ａ、Ｓ１Ｂを投入する命令をすることを可能にする。前記命令６２Ｂのアプリケーションは、前記電気牽引システムの通常の使用状態下において、前記スイッチＳ１Ａ、Ｓ１Ｂを開放する命令をすることを可能にする。
【００４３】
前記データプロセッサ５８は、所定のイベントの機能として、前記制御規則の内で定められた制御命令を選択することができる。
【００４４】
代替的に、前記制御手段２８は、プログラム可能な論理コンポーネントによって構成されるか、あるいは専用の集積回路によって構成される。
【００４５】
前記検出手段３０は、前記コンバータ２２の前記スイッチングブランチ３８に接続される。それらはまた、例えば、前記制御手段２８に取り付けられた前記コンピュータにも接続される。
【００４６】
前記検出手段３０は、前記コンバータ２２の前記スイッチングブランチ３８内の電流循環を測定することによって、および/または前記モーター内部の温度を測定することによって、前記電気機械１４の外部または内部の短絡を検出することが可能である。このような検出を行うために、前記検出手段３０は電圧センサおよび/または温度センサを有する。温度検出の場合、図示されてはいないが、前記検出手段３０は、前記電気機械１４に接続される。
【００４７】
それらは、前記制御手段２８内に位置する前記コンピュータへ短絡に関連する検出情報を送信することができる。
【００４８】
前記フィードチェーン１６の動作は、これから図２から５を使用して説明される。
【００４９】
前記図２に図示された初期の構成において、前記スイッチ５２は投入されているとともに、前記スイッチＳ１Ａ、Ｓ１Ｂは開放されている。前記コンバータ２２および前記電気機械１４は、前記絶縁デバイス２６および前記コンタクタ２７を介して電気的に接続される。交流電流は、各位相Ａ、Ｂ、Ｃで前記コンバータ２２によって前記電気機械１４の前記ステーター２０に伝送される。
【００５０】
例えば短絡などの前記電気機械１４の内部または外部の電気的欠陥が発生した際に、ステップ６６において前記検出手段３０は、前記コンバータ２２の前記スイッチングブランチ３８内の前記電流循環内の過電流を検出する。ステップ６６は、図５に図示される。
【００５１】
続くステップ６８において、次いで前記プロセッサ５８は、前記スイッチ５２を開放するための命令を、前記制御規則内から選択する。前記ソフトウェア６０は前記スイッチ５２を開放するための命令を実行する。
【００５２】
図３によって図示されるように、ステップ７０において、前記スイッチ５２は、開放されるとともに、前記スイッチＳ１Ａ、Ｓ１Ｂは、開放し続ける。次いで前記電気機械１４は、前記フィードチェーン１６から電気的に絶縁される。
【００５３】
続くステップ７２において、前記短絡が前記電気機械１４内であった場合、前記プロセッサ５８は、前記コンタクタ２７の前記スイッチＳ１Ａ、Ｓ１Ｂを投入するための前記制御規則内の命令６２Ａを選択する。前記ソフトウェア６０は前記命令６２Ａを実行する。
【００５４】
図４によって図示されるように、前記スイッチＳ１Ａ、Ｓ１Ｂは、続くステップ７４において投入し、前記スイッチ５２は開放し続ける。前記コンタクタ２７の前記スイッチＳ１Ａ、Ｓ１Ｂを投入するための前記命令６２Ａは、調整時間（symmetrization time）の間前記ソフトウェア６０によって維持される。次いで前記電気機械１４の前記３つの位相Ａ、Ｂ、Ｃは、短絡される。前記電気機械は、電気的欠陥から保護されるとともに、それ自体が公知である定格モードに従って調整時間の全体に渡って動作し続ける。調整ステップ７４は、前記鉄道車両を停止することによって、および/または前記電気牽引システム１０の修理を行うオペレータの作業によって終了する。ステップ７４の全体期間に渡って、すなわち前記調整時間に渡って、前記電気機械１４は動作し続けるが、しかし前記鉄道車両の車輪によって駆動する前記電気機械内で「モーター」動作モードから「オルタネーター」動作モードに移行する。
【００５５】
代替的に、前記ステップ６６と前記ステップ６８との間に、それ自体が公知の調整方法に従って、前記制御手段は、有利には、前記同一の入力ターミナル３４Ａ、３４Ｂに接続された前記短絡手段４０の投入を命令する。前記短絡手段４０は、例えば３つの、電気スイッチである。
【００５６】
前記制御手段２８による、前記同一の入力端３４Ａ、３４Ｂに接続された前記スイッチ４０の投入は、一方では前記絶縁デバイス２６の前記スイッチ５２の開放を容易にするとともに、他方では前記電気機械１４内の前記電流循環の再調整を可能にする。
【００５７】
以下の前記電気機械１４の内部の短絡の検出によって、この制御方法は、前記全体の調整時間に渡って前記電気機械内の前記パルス状トルクの振幅と前記短絡電流とを減少することができる。
【００５８】
さらに、この制御方法は、前記電気機械の前記位相を短絡するため前記インバータからどんな命令でも排除することができるので、前記インバータ内のロスを大きく減少することができる。
【００５９】
この実施形態は本願の好ましい実施形態である。
【００６０】
代替的な実施形態においては、図示していないが、前記検出手段３０は、前記短絡手段２７の前記出力に配置されるとともに前記電気機械１４に接続される。この別の実施形態によると、前記検出手段３０は、前記制御手段２８内に設置されたコンピュータに接続されるとともに、いつでも前記機械１４の位相電流を測定することができる。
【００６１】
この代替的な実施形態によると前記フィードチェーン１６の動作は、前記好ましい実施形態の前記動作に対応した、同一のステップ６６から７２によって記載される。前記好ましい実施形態と異なり、調整ステップ７４の間、前記検出手段３０は、常に前記機械１４の前記位相電流を測定する。これらの位相電流の間に不均衡が存在する限り、前記コンタクタ２７の前記スイッチＳ１Ａ、Ｓ１Ｂを投入するための前記命令６２Ａは、維持されるとともに、前記電気機械１４の前記３つの位相Ａ、Ｂ、Ｃは、短絡し続ける。前記検出手段３０によって供給された前記電流の測定値が均衡が復旧されたことを示す場合、追加のステップの間、前記プロセッサ５８は、前記スイッチＳ１Ａ、Ｓ１Ｂを投入するための命令を選択する。前記ソフトウェア６０は前記スイッチＳ１Ａ、Ｓ１Ｂを投入するこの命令を実行するとともに、前記フィードチェーン１６は、図３に図示された構成に戻る。
【００６２】
また代替的には、図示されていないが、前記短絡手段２７は、前記コンバータ２２および前記絶縁デバイス２６の間に配置される。次いで前記絶縁する装置２６は前記電気機械１４に接続される。この代替的な実施形態によると、前記短絡手段２７は、例えば２方向コンタクタまたは回路遮断器である。
【００６３】
この別の実施形態によると前記フィードチェーン１６の動作は、前記好ましい実施形態の前記動作に対応する、同一のステップ６６から７２によって記載される。これらのステップは、したがって、繰り返し記載はしない。好ましい実施形態と異なり、前記調整ステップ７２の間、前記スイッチ５２は開放され続けない。より具体的には、前記コンタクタ２７のスイッチＳ１Ａ、Ｓ１Ｂを投入後に、前記プロセッサ５８は、前記スイッチ５２を投入するための命令を、前記制御規則内から選択する。前記ソフトウェア６０は、前記スイッチ５２を投入する命令を実行するとともに、前記スイッチ５２は、投入される。
【００６４】
図６において図示された、さらに別の代替的な実施形態において、前記絶縁デバイスおよび短絡手段は、同一のハウシング８０内に位置する。さらに、この例において、前記短絡手段８０は、３つの状態を持つ絶縁するコンタクタである。前記絶縁するコンタクタ８０は、例えばバキュームチューブコンタクタである。
【００６５】
前記絶縁するコンタクタ８０は、Ｍ個のスイッチングブランチ８２を有し、各スイッチングブランチ８２は、前記コンバータ２２の出力ターミナル３６と前記電気機械１４の前記ステーター２０の前記Ｍ個の位相の１つとの間に接続される。
【００６６】
図６の例示的な実施形態において、前記位相の数Ｍは３に等しい。前記絶縁するコンタクタ８０は、第１のブランチ８２Ａと、第２のブランチ８２Ｂと、第３のブランチ８２Ｃとの３つのブランチ８２を含む
【００６７】
各ブランチ８２Ａ、８２Ｂ、８２Ｃは、３つのスイッチ８４を含む。
【００６８】
各スイッチ８４は、そのターミナルを介して適用された電気制御信号に従って、第１の状態と、第２の状態と、第３の状態とを切り替えることができる。前記第１の状態は、図６に図示され、前記電気機械１４と前記コンバータ２２との間の電気的絶縁に対応する。前記第２の状態は、前記電気機械１４と前記コンバータ２２との間の電気的接続に対応する。前記第３の状態は、前記チェーン１６の前記出力３１の間の電気的接続に対応する。
【００６９】
前記制御手段２８は、前記絶縁するコンタクタ８０の各スイッチ８４に接続されるとともに、前記スイッチ８４へ制御信号を送ることができる。
【００７０】
この代替的な実施形態による前記フィードチェーン１６の動作は、前記好ましい実施形態の動作と同様であるため、繰り返し記載しない。
【００７１】
図７は本発明の第２の実施形態を図示し、前記第１の実施形態に好ましく記載されたものと同様の構成要素については同一の符号を使用して特定される。
【００７２】
前記第２の実施形態によると、前記電気牽引システム１０は、同期電気機械１４とフィードチェーン８６とを有する。
【００７３】
前記フィードチェーン８６は、前記ストレージバンク２４と前記コンバータ２２との間に配置された前記電気機械１４の前記位相を短絡するための手段８８を有する。より具体的には、前記短絡手段８８は、前記キャパシタ４７と前記コンバータ２２との間に配置される。
【００７４】
前記短絡手段８８は、例えば、スイッチである。前記スイッチ８０は、前記２つの入力ターミナル３４Ａ、３４Ｂの間で、前記キャパシタ４７に並列に接続される。
【００７５】
前記制御規則は、前記スイッチ８８を投入するための命令９０Ａと前記スイッチ８８を開放するための命令９０Ｂとを有する。
【００７６】
本発明の第２の実施形態による前記フィードチェーン８６の動作は、以下で説明される。
【００７７】
初期の構成において、前記スイッチ５２は投入されているとともに、前記スイッチ８８は開放されている。前記コンバータ２２および前記電気機械１４は、前記絶縁デバイス２６の手段によって、電気的に接続される。交流電流は、各位相Ａ、Ｂ、Ｃで前記コンバータ２２によって前記電気機械１４の前記ステーター２０に伝送される。
【００７８】
前記電気機械１４の内部または外部の短絡が発生した場合、ステップ中に、前記検出手段３０は、前記コンバータ２２の前記スイッチングブランチ３８内の前記電流循環内の過電流を検出する。
【００７９】
続くステップ中に、前記短絡が前記電気機械１４の内部である場合、前記制御手段２８は、前記コンバータ２２の前記６つの電気スイッチ４０を開放する命令をする。次いで前記プロセッサ５８は、前記スイッチ８８を投入するための前記命令９０Ａを、前記制御規則内から選択する。前記ソフトウェア６０は、前記命令９０Ａを実行する。
【００８０】
次いで前記スイッチ８８は、続くステップの間投入され、前記スイッチ５２は投入され続ける。前記スイッチ８８を投入するための前記命令９０Ａは、前記調整時間の間前記ソフトウェア６０によって維持される。
【００８１】
本発明による前記フィードチェーンは、このように前記電気機械の内部に短絡が発生した際に、前記電気機械内のパルス状トルクの振幅および短絡電流の生成を減少することが可能であるとともに、それによって望まれない現象の発生を回避することが可能である。
【符号の説明】
【００８２】
１４  同期電気機械
１６、８６  フィードチェーン
２２  コンバータ
２４  ストレージバンク
２６  絶縁デバイス
２７、４０、８０、８８  短絡手段
２８  制御手段
３０  検出手段
３１  供給出力
３４Ａ、３４Ｂ  入力ターミナル
３６  出力ターミナル
４７  キャパシタ
５０  ブランチ
５２、８４  電気スイッチ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【外国語明細書】
2013183635000001.pdf